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Evaluación geofísica del subsuelo usando GPR y software libre

Autores: Guerrero, Hernán Darío; Ochoa, Luis Hernán

Idioma: Inglés

Editor: Universidad Nacional de Colombia

Año: 2024

Disponible con Suscripción Virtualpro

Artículos


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

Atribución

Consultas: 18

Citaciones: Earth Sciences Research Journal (ESRJ) Vol. 28 Núm. 3


Descripción

En este trabajo, se realizó la evaluación geofísica del subsuelo de una estructura civil correspondiente al sótano de un conjunto residencial en Bogotá, Colombia, utilizando la técnica de GPR. Se seleccionó el área para establecer el impacto causado por árboles de sauce llorón (Salix babylonica) plantados cerca del muro de contención de la cimentación de la estructura y de las plataformas del parqueadero. Se adquirieron perfiles de GPR en toda el área de la parte interna del sótano y en la parte externa del muro de contención. El equipo utilizado fue el SIR 4000 con una antena de frecuencia central de 350 MHz. Los datos presentaron una señal buena y consistente. A través del análisis de la información derivada del procesamiento e interpretación de los datos, se generaron imágenes de alta resolución del subsuelo, alcanzando profundidades de hasta 3 m en el área debajo de los parqueaderos. Toda esta información se comparó con estudios geotécnicos y topográficos de la zona. Los resultados obtenidos muestran que las raíces de los árboles están causando socavación debido a un efecto de desecación del subsuelo, lo cual ha generado daños en la losa del parqueadero y en el muro de contención.

INTRODUCCIÓN

Las técnicas geofísicas se han utilizado en distintos campos, como la minería, la industria del petróleo y el gas, la arqueología y la ingeniería, con una gran variedad de aplicaciones. El uso de técnicas geofísicas tiene muchas ventajas, como la de proporcionar una forma rentable de investigar las condiciones de un lugar de prueba sin intervención física. Las técnicas geofísicas, como el radar de penetración en el suelo (GPR), se utilizan con frecuencia porque son capaces de proporcionar una mayor resolución espacial a poca profundidad mediante el uso de altas frecuencias. Estas técnicas proporcionan una mejor resolución que otras opciones como las pruebas in situ. Como ocurre con todas las técnicas geofísicas, cada método tiene sus limitaciones y potencialmente sufre problemas de no exclusividad. El uso combinado de diferentes métodos geofísicos someros ha demostrado ser útil para obtener inversiones más robustas al añadir más información a priori (Besson, 2010).

En la literatura se han reportado varios estudios de mapeo de raíces que utilizan GPR (Hruska et al., 1999), (Zhang et al., 2019), (Guo et al., 2013), (Moore y Ryder, 2015), (Alani et al., 2018), entre muchos otros, donde se reportan diferentes frecuencias de antenas para diferentes profundidades de investigación, así como el mapeo de diversos sistemas de raíces. En el presente estudio, adoptamos una metodología similar, comenzando con una investigación preliminar para establecer la profundidad de investigación óptima. A continuación, se aplicaron las técnicas habituales de procesamiento de datos, con lo que se obtuvieron imágenes comparables a las descritas en la bibliografía anterior. Por lo general, se emplean antenas de alta frecuencia (superior a 800 MHz), lo que permite detectar diámetros de raíces de entre 10 y 20 cm en capas del subsuelo poco profundas (menos de un metro). Además, el GPR es capaz de detectar reflexiones y anomalías asociadas a sistemas radiculares más profundos. 

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